KR20150051378A - 천연광물질을 포함한 친환경 접착제 조성물, 도료 조성물 및 이들의 제조방법 - Google Patents

천연광물질을 포함한 친환경 접착제 조성물, 도료 조성물 및 이들의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 천연 게르마늄, 전기석 등의 천연 광물질을 포함하는 친환경 접착제 및 도료 조성물의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 (1) 실리콘중합체 나 아크릴모노머 100 중량부에 대하여, 에폭시화 대두유(epoxidized soybean oil) 5 ~ 20 중량부 및 송유(pine tree oil) 0.2 ~ 10 중량부를 수상에서 중합하여 친환경 바인더를 얻는 단계; (2)천연 게르마늄(포졸란)을 분쇄하여 0.1 ~ 20㎛ 크기의 게르마늄 분말을 얻는 단계; (3) 전기석 및 제올라이트로부터 선택된 하나 이상의 천연광물을 분쇄하여 0.1 ~ 50㎛ 크기의 천연광물 분말을 얻는 단계; (4)물 100 중량부에 대하여, 상기 게르마늄 분말 80 ~ 400 중량부 및 상기 천연광물분말 20 ~ 200 중량부를 혼합, 교반하여 수화시키는 단계; 및 (5)상기 수화된 혼합물 100 중량부에 대하여, 상기 친환경 바인더 10 ~ 30중량부 및 피톤치드향 0.01 ~ 5 중량부를 첨가 혼합하여 접착제 및 도료 조성물을 얻는 단계를 포함하는 친환경 접착제 및 도료 조성물의 제조방법을 제공 한다. 본 발명에 따르면, 포름알데히드나 휘발성유기화합물(VOCs) 등의 인체 유해 물질을 방출하지 않으면서 유해 중금속을 함유하지 않아 새집 증후군 증상등의 근본적 해결방안이 될 수 있는 무공해, 무독성 , 천연재료의 친환경 제품으로, 인체에 유익한 원적외선 및 음이온의 방출량이 많은 게르마늄이나 , 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알카리금속 등의 성분을 포함하고 있는 전기석 등의 광물질을 사용하여 접착제, 도료에서 요구되는 은폐성, 보전성, 접착력 및 내구성은 물론 탈취능, 항균. 항 곰팡이 효과, 진드기 기피효과로 인체의 건강도 증진되며, 난연. 단열성 등이 우수하며, 시공 시 하자 가능성이 낮고, 천연향인 피톤치드향을 첨가하여 기분을 상쾌하게 하고, 또한 아로마 치료와 진정효과를 도모할 수 있으며, 환경성능을 만족하며, 폐기시에도 토양에도 잘 어울리는 성분들로 이루어져 있고, 또한 토질을 알칼리로 변화시키는 친환경 공법으로 공해를 일으키지 않으며, 종래 친환경 접착제 등에는 기능성 첨가제가 들어가나 본 제품은 원료자체가 천연물질로 이루어져 가격 경쟁력에서도 우위를 선점할 수 있는 무독성, 고기능의 친환경 접착제 및 도료 조성물의 제조방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 필름, 섬유, 접착시트 등의 접착제 및 도료 산업 외에도 필름 , 코팅 등의 여러 산업 분야에도 응용 가능한 기술을 제공한다

Description

천연광물질을 포함한 친환경 접착제 조성물, 도료 조성물 및 이들의 제조방법{Environment-Friendly Adhesive and Paint Composition Containing Natural Minerals and Method for Environmental - Friendly Adhesive and Paint Composition Containing Natural Minerals}
본 발명은 천연게르마늄, 제올라이트 등의 천연광물질을 포함하는 친환경 접착제 ,도료, 등의 조성 물 제조방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 포름알데히드나 휘발성 유기화합물(VOCs) 인체 유해 물질은 방출하지 않고 유해 중금속을 함유하지 않아 새집 증후군 증상의 근본적 해결방안이 될 수 있는 무공해, 무독성, 천연재료의 친환경 제품으로, 인체에 유익한 원적외선 및 음이온의 방출량이 많은 게르마늄이나 , 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알카리금속 등의 성분을 포함하고 있는 전기석 등의 광물질을 사용하여 접착제, 도료에서 요구되는 은폐성, 보전성, 접착력 및 내구성은 물론 탈취능, 항균. 항 곰팡이 효과, 진드기 기피효과로 인체의 건강도 증진되며, 난연. 단열성 등이 우수하며, 시공 시 하자 가능성이 낮고, 환경성능을 만족하며, 천연향인 피톤치드향을 첨가하여 기분을 상쾌하게 하고, 또한 아로마 치료와 진정효과를 도모할 수 있으며, 폐기시에도 토양에도 잘 어울리는 성분들로 이루어져 있고, 또한 토질을 알칼리로 변화시키는 친환경 공법으로 공해를 일으키지 않으며, 종래 친환경 접착제 등에는 기능성 첨가제가 들어가나 본제품은 원료자체가 천연물질로 이루어져 가격 경쟁력에서도 우위를 선점할 수 있는 무독성, 고기능의 친환경 접착제 및 도료 조성물의 제조방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 필름, 섬유, 접착시트 등의 접착제 및 도료 산업 외에도 필름 , 코팅 등의 여러 산업 분야에도 응용 가능한 기술을 제공한다.
현대사회를 사는 우리로서는 주거환경의 변화로 인하여 건축자재 및 시공 상의 이익극대화를 목적으로 피해가 고스란히 소비자에게 전달되어 주거환경으로 인한 소비자들의 삶이 위협받고 있는 상황이다. 특히 주거용 건축물의 마감재인 도료나 접착제 등은 제조과정 뿐만 아니라 시공 중에도 발암 물질과 같은 인체에 해로운 물질을 발생함은 물론 시공 후에도 상당기간 잔존하여 지속적으로 배출함으로 인하여 아토피나 천식 등의 여러 가지 질병의 원인으로 인식되고 있으며, 특히 신축건축물에서는 호흡기 장애, 알레르기, 두통, 신경계 이상, 구토현기증, 시력 저하 등을 유발하는 새집 증후군 증후군의 사례가 빈번히 발생하고 있고, 더 나아가서는 광화학 스모그로 인하여 오존층 파괴와 지구 온난화를 초래하고 있다. 아울러 국민소득수준 향상으로 신체와 정신건강을 행복척도로 삼는 웰빙(Well-being)이 보편화되면서 주택 입주자가 주택내부의 환경지표도 바뀌고 있는 추세이다.
한편 인체에 흡수된 원적외선 에너지는 원자와 분자의 진동을 일으키게 되고 체내에서는 열반응이 일어나 피하조직의 온도가 상승하며 모세혈관이 확장. 혈액순환의 촉진, 신진대사의 증진, 세포조직의 부활, 땀의 방출 등이 일어나는 것으로 알려져 있다. 이러한 현상은 기본적으로 피부에 흡수된 원적외선이 인체에 있는 물과 작용하여 체내 물의 전위를 높임으로써 에너지나 정보전달을 보다 신속하게 할 수 있기 때문인 것으로 보고되고 있다.
물체에 열에너지를 전달하는 데는 전도, 대류, 복사의 3가지 방식이 있는데, 원적외선은중간 매체 없이 직접적이고 순간적인 복사에너지를 전달하고, 물체를 내부로부터 따뜻하게 해주는 침투력이 있어 생체 물질을 활성화하는 것이 가능한 것으로 알려져 있다. 또한 그 파장의 진동수가 인체분자의 진동수가 거의 같은 범위에 있기 때문에 인체에 투과되면 분자 내에서 공명 현상이 일어나 그 진동이 활발해지고 그러한 진동의 대부분이 열로 변하며, 일부 에너지는 활성화로서 작용 하는 것으로 알려져 있다.
원적외선은 물체에 흡수되면 열로써 움직이는데 그 흡수율이 우수하기 때문에 에너지절감, 가열시간의 단축이 가능해지며 원적외선은 인체의 피하 깊숙이 침투하여 공명과 공진작용을일으켜서 세포를 활성화시켜 줌으로써 피로회복 및 혈액순환과 신진대사를 촉진시켜 생체 활동을 원활하게 하여 항상 쾌적하고 건강한 신체의 컨디션을 유지시켜 줄 수 있다.
이에 따라 원적외선을 이용한 건강제품들의 개발이 확대되고 접착제, 도료 등의 조성물에도 원적외선 방사체가 포함되고 있다. 이때 접착제, 도료 등의 조성물에는 원적외선 방사체로서 통상 게르마늄, 맥반석, 제올라이트, 황토, 고령토, 모나자이트 및 전기석 등의 천연광물이 포함되고 있다. 이 중에서 전기석은 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알카리금속 등의 성분을 포함하고 있는 광물질로 항곰팡이, 탈취력의 뛰어난 효능이 있으며, 특히 게르마늄(통상 포졸란)은 원적외선 방사능이 높은 것으로 알려져 있다.
예를 들어 대한민국 등록특허 제0695449호에는 아크릴 고형분을 주성분으로 하되 게르마늄, 맥반석, 제올라이트, 황토(점토), 고령토(카올린), 모나자이트, 귀사문석, 전기석(tourmaline) 및 일라이트(illite) 등을 포함한 건축용 접착제가 제시되어 있으며, 대한민국 등록특허 제0670844호에는 수산화알루미늄과 제올라이트를 포함한 건축 자재용 접착제가 제시되어 있다. 그리고 대한민국 등록특허 제1078689호에는 토르말린, 모나자이트, 제올라이트 및 귀사문석 등의 광물을 포함한 기능성 접착제 및 이를 이용한 건축자재가 제시되어 있다. 또한 대한민국 등록특허 제0858517호에는 게르마늄 과 전기석등의 천연 광물을 이용한 페인트 및 그 제조방법이 제시되어 있으며, 대한민국 등록특허 제0952607호에는 납석계 포졸란을 포함하는 기능성도료의 제조방법 및 도료 조성물이 제시되어있다. 또한, 대한민국 공개특허 제10-2005-0034830호에는 포졸란을 이용한 기능성 페인트의 제조방법이 제시되어 있으며, 일본 공개특허JP2011-057742호에는 천연 포졸란을 포함하는 수계 도료 조성물 및 이를 이용한 내장 방법이 제시되어 있다.
원적외선을 피사체에 이용코자 할 때는 그 피사체가 가지는 공명흡수 파장에 적합한 원적외선을조사하여야 만 한다. 즉, 사용되는 원적외선의 복사 파장의 특성은 사용목적에 적합한 것이어야 한다. 게르마늄(포졸란) 등의 천연광물을 이용한 접착제나 도료 등을 제조함에 있어서 가장 고려할 사항은 인체에 적합한 파장과 복사에너지의 특성에 부합해야 한다는 점이다.
원적외선의 응용은 선조들에 의해서 아득한 옛날부터 이용되던 선택흡수작용을 이용한 것으로, 이를 이용한 접착제나 도료등은 원적외선의 효능을 건강분야에 적용한 아이디어만으로도 주목 받기에 충분하다. 그러나 공명흡수작용을 생각할 때에 천연광물을 이용한 접착제나 도료는 천연광물의 활성이 커져야 그 효과가 극대화되는데, 종래기술에 따른 접착제나 도료 등은 천연광물의 활성이 떨어져 원적외선은 물론 음이온의 방사능이 낮다.
또한 종래 기술에 따른 대부분의 도료의 경우 바인더(Binder)로서 멜라민, 요소를 포르말린과 중합한 것이나, 유기용제를 사용하여 합성한 수지(resin), 또는 전분을 끓여 만든 것에 포르말린을 첨가한 것 등을 사용하고 있으며, 접착제는 바인더(binder)로서 유기용제를 사용하여 합성한 아크릴수지(resin) 나 아크릴에멀젼등을 사용하고 있는데,이는 포름알데히드 등의 발암물질과 휘발성 유기화합물(VOCs) 중금속 등의 인체 유해물질을 방출하는 문제점이 있다. 아울러, 종래 기술에 따른 건축용 접착제나 도료 등은 은폐성, 보전성, 접착력 및 내구성은 물론 탈취능, 항균. 항 곰팡이 효과, 진드기 기피효과 및 난연. 단열성 등이 미비하고, 시공 시 하자 가능성이 높아, 이러한 문제점을 보완하기 위해 숯가루 등과 같은 기능성 첨가제가 첨가되나, 단가가 높아지는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제0695449호 대한민국 등록특허 제0670844호 대한민국 등록특허 제1078689호 대한민국 등록특허 제0858517호 대한민국 등록특허 제0952607호 대한민국 공개특허 제10-2005-0034830호 일본 공개특허 JP2011-057742호
이에, 본 발명은 건강생활을 추구하는 현대인의 욕구에 부응하기 위하여, 그 효능이 인정된 포졸란, 즉 천연게르마늄을 원적외선 방사체로 사용하되, 음이온 방사능이 우수한 천연광물을 더 혼합하고, 또한 바인더(binder)는 천연 식물성 원료로부터 합성하여 사용하되, 이들 각 성분의 배합조건과 혼합조건 등을 최적화함으로써, 포름알데히드나, 휘발성 유기화합물(VOCs) 인체 유해 물질은 방출하지 않고 유해 중금속을 함유하지 않아 새집 증후군 증상의 근본적 해결방안이 될 수 있는 무공해, 무독성, 천연재료의 친환경 제품으로서 또한 인체에 유익한 원적외선 및 음이온의 방출량이 많으며, 건축용 자재에서 요구되는 은폐성, 보전성, 접착력 및 내구성은 물론 탈취능, 항균. 항 곰팡이 효과, 진드기 기피효과 및 난연. 단열성 등이 우수하며, 시공 시 하자 가능성이 낮고, 천연향인 피톤치드향을 첨가하여 기분을 상쾌하게 하고, 또한 아로마 치료와 진정효과를 도모할 수 있으며, 환경성능을 만족하는 친환경 건축자재 조성물의 제조방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은
(1) 실리콘 중합체 나 아크릴 모노머 100 중량부에 대하여 에폭시화 대두유(epoxidized soybean oil) 5 ~ 20 중량부 및 송유 (pine tree oil) 0.2 ~ 10 중량부를 수상에서 중합하여 친환경 바인더를 얻는 단계
(2) 천연게르마늄(포졸란)을 분쇄하여 0.1 ~ 20 ㎛ 크기의 게르마늄 분말을 얻는 단계
(3) 전기석 및 제올라이트로 등으로 부터 선택된 하나 이상의 천연광물을 분쇄하여 0.1 ~ 50 ㎛ 크기의 천연광물 분말을 얻는 단계
(4) 물 100 중량부에 대하여 상기 게르마늄 80 ~ 400 중량부 및 상기 천연광물 분말 20 ~ 200 중량부를 혼합 교반하여 수화시키는 단계 및
(5) 상기 수화된 혼합물 100 중량부에 대하여 상기 친환경 바인더 10 ~ 30 중량부 및 피톤치드향 0.01 ~ 5 중량부를 첨가 혼합하여 접착제 및 도료 등의 조성물을 얻는 단계를 포함하는 친환경 접착제 및 도료 조성물의 제조방법을 제공한다.
이때 상기 (5) 단계에서는 상기 수화된 혼합물 100 중량부에 대하여 친환경 바인더 10 ~ 30 중량부를 첨가하여 30분 내지 2시간 동안 혼합하여 균질화시킨 다음, 피톤치드향 0.01 ~ 5 중량부를 첨가한 후, 200 ~ 400rpm의 교반속도로 30분내지 2시간 동안 혼합 교반하여 접착제 조성물을 얻는 것이 바람직하다.
또한, 상기(5)단계에서는, 상기 수화된 혼합물 100 중량부에 대하여 탈크, 탄산칼슘 및 이산화티타늄으로부터 선택된 하나 이상의 보조제 2 ~ 20 중량부를 더 첨가 혼합할 수 있다
본 발명에 따르면 포름알데히드나 휘발성 유기화합물(VOCs) 인체 유해 물질은 방출하지 않고 유해 중금속을 함유하지 않아 새집 증후군 증상의 근본적 해결방안이 될 수 있는 무공해, 무독성, 천연재료의 친환경 제품으로 인체에 유익한 원적외선 및 음이온의 방출량이 많으며, 건축용 자재에서 요구되는 은폐성, 보전성, 접착력 및 내구성은 물론 탈취능, 항균. 항 곰팡이 효과, 진드기 기피효과 및 난연. 단열성 등이 우수하며, 시공 시 하자 가능성이 낮고, 천연향인 피톤치드향을 첨가하여 기분을 상쾌하게 하고, 또한 아로마 치료와 진정효과를 도모할 수 있으며, 환경성능을 만족하는 친환경 건축자재 조성물을 효율적으로 제조할 수 있는 효과를 갖는다
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 접착제 및 도료 조성물의 제조방법은, (1)친환경 바인더를 얻는 단계, (2)천연게르마늄(포졸란) 분말을 얻는 단계, (3)천연 광물 분말을 얻는 단계, (4)광물을 수화 시키는 단계, 및 (5) 접착제 및 도료 조성물을 얻는 단계(혼합)를 포함한다. 각 단계별로 설명하면 다음과 같다.
(1-1) 친환경 바인더의 제조 (접착제의 경우)
바인더의 주성분으로서 실리콘 중합체를 사용하되, 여기에 천연 식물성 오일로서 에폭시화대두유(epoxidized soybean oil)와 송유(pine tree oil)를 첨가 중합하여 수용성 친환경 바인더를 얻는다. 이때, 중합은 물이 존재하는 수상에서 진행되며, 예를 들어 물1리터 기준으로, 상기 실리콘 중합체의 사용량은 5 ~ 20그램(g)이 될 수 있다.
상기 실리콘 중합체는 특별히 제한되지 않으며, 이는 분자 내에 하나 이상의 실록산(-Si-O-) 결합과 하나 이상의 가교 사이트(이중 결합 또는 삼중 결합)를 가지면 좋다. 이때, 상기 가교 사이트는 에폭시화 대두유 및/또는 송유와의 결합할 수 있는 것으로서, 이는 예를 들어 하나 이상의 비닐기(vinyl group)로부터 선택될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 실리콘 중합체는 분자 내에 하나 이상의 실록산(-Si-O-) 결합과, 하나 이상의 비닐기를 가지는 실리콘 탄성 중합체로부터 선택될 수 있다. 그리고 상기 실록산(-Si-O-) 결합은 주쇄(main)에 위치되고, 상기 비닐기는 주쇄(main) 및/또는 측쇄(side chain)에 위치될 수 있다. 이러한 실리콘 중합체는 시판되는 제품을 사용할 수 있으며, 예를 들어 다우코닝 사(社)의 실리콘 오일 제품을 사용할 수 있다.
또한, 상기 실리콘 중합체 100 중량부에 대하여, 상기 에폭시화 대두유는 5 ~ 20 중량부, 상기 송유는 0.2 ~ 10 중량부를 사용한다. 이때, 에폭시화 대두유와 송유의 사용량이 상기 범위를 벗어나, 사용량이 너무 작은 경우에는 중합이 어렵거나 접착력이 미미해질 수 있으며, 사용량이 너무 많은 경우에는 미반응 잔류물의 존재로 접착제 조성물의 내구성이 떨어질 수 있다.
아울러, 상기 수용성 친환경 바인더를 제조함에 있어서는, 상기 실리콘 중합체, 에폭시화 대두유 및 송유를 반응조에 넣은 다음, 1200 ~ 1800rpm의 교반속도로 교반하면서 50 ~ 80℃의 온도에서 2 ~ 3시간 동안 반응시켜 중합하는 것이 좋다.
(1-2) 친환경 바인더의 제조 (도료의 경우)
수지 모노머(monomer)로서 아크릴 모노머를 사용하되, 여기에 천연 식물성오일로서 에폭시화 대두유(epoxidized soybean oil)와 송유(pine tree oil)를 첨가 중합하여 수용성 친환경 바인더를 얻는다. 이때, 중합은 물이존재하는 수상에서 진행되며, 예를 들어 물 1리터 기준으로, 상기 아크릴 모노머의 사용량은 5 ~ 20그램(g)이 될 수 있다.
상기 아크릴 모노머는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 2에틸헥실아크릴레이트, 등으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.
또한, 상기 아크릴 모노머 100 중량부에 대하여, 상기 에폭시화 대두유는 5 ~ 20 중량부, 상기 송유는 0.2 ~ 10 중량부를 사용한다. 이때, 에폭시화 대두유와 송유의 사용량이 상기 범위를 벗어나, 사용량이 너무 작은 경우에는 중합이 어렵거나 접착력이 미미해질 수 있으며, 사용량이 너무 많은 경우에는 미반응 잔류물의 존재로 도료 조성물의 내구성이 떨어질 수 있다.
아울러, 상기 수용성 친환경 바인더를 제조함에 있어서는, 상기 아크릴 모노머, 에폭시화 대두유및 송유를 반응조에 넣은 다음, 1200 ~ 1800rpm의 교반 속도로 교반하면서 45 ~ 85℃의 온도에서 2 ~ 3시간 동안 반응시켜 중합하는 것이 좋다.
(2) 천연 게르마늄 분말
천연 게르마늄(포졸란)을 분쇄하여 미세 분말화한다. 분쇄된 천연 게르마늄(포졸란) 분말을체(sieve) 등을 통해 분급하여 적정의 입도 크기를 가지는 것을 사용한다. 이때, 게르마늄(포졸란) 분말의 입도 크기가 0.1㎛ 미만으로서 너무 작은 경우, 상기 친환경 바인더와의 혼합 시 응집될 수 있고, 20㎛를 초과하여 너무 큰 경우 사용량 대비 표면적이 작아 원적외선 방사율이 낮으므로, 0.1 ~ 20㎛ 크기의 게르마늄 분말을 사용한다. 이러한 점을 고려할 때, 바람직하게는 1 ~ 10㎛ 입도 크기의 게르마늄 분말을 사용하는 것이 좋다. 이러한 게르마늄 분말은 원적외선 방사를 위한 주요 광물로 사용되며, 이는 또한 음이온을 방출한다. 아울러, 게르마늄 분말은 도료 조성물의 은폐성을 도모한다.
(3) 천연광물 분말
전기석 및 제올라이트로 부터 선택된 하나 이상의 천연광물을 분쇄하여 미세 분말화한다. 분쇄된 천연광물 분말을 체(sieve) 등을 통해 분급하여 적정의 입도 크기를 가지는 것을 사용한다. 상기 전기석과 제올라이트는 다른 광물에 비해 음이온 방출에 효과적이다. 이때, 천연광물(전기석 및 제올라이트) 분말의 입도 크기가 0.1㎛ 미만으로서 너무 작은 경우, 상기 친환경 바인더와의 혼합 시 응집될 수 있고, 50㎛를 초과하여 너무 큰 경우 사용량 대비 표면적이 작아 음이온 방사율이 낮고 도막의 표면 평활성이 떨어지므로, 0.1 ~ 50㎛ 크기의 전기석 및 제올라이트 분말을 사용한다. 이러한 점을 고려할 때, 바람직하게는 5 ~ 20㎛ 입도 크기의 전기석 및 제올라이트 분말을 사용하는 것이 좋다. 이러한 전기석 및 제올라이트 분말은 음이온 방출을 위한 주요 광물로 사용되며, 이는 또한 원적외선을 방출한다. 아울러, 전기석 및 제올라이트 분말의 경우에도 도료 조성물의 은폐성을 도모한다.
(4) 광물의 수화
상기 얻어진 각 광물 분말을 물과 혼합하여 수화시킨다. 구체적으로, 상기 게르마늄 분말과천연광물 분말(전기석 및/또는 제올라이트 분말)을 물에 혼합하여 수화시킨다. 보다 구체적으로, 물에 게르마늄 분말과 전기석 분말(및/또는 제올라이트 분말)을 넣은 다음, 상온에서10분 내지 1시간 동안 500 ~ 600rpm의 교반속도로 혼합, 분산시켜 광물 분말을 수화시킨다. 이와 같이 광물 분말이 수화된 경우, 상기 수용성 친환경 바인더와의 혼합 시 혼화성이향상되고, 이와 함께 활성도가 증가되어 원적외선 및 음이온의 방출량이 자연 증폭된다.
이때, 상기 수화는 물 100 중량부에 대하여, 상기 게르마늄 분말은 80 ~ 400 중량부, 상기천연광물 분말(전기석 및/또는 제올라이트분말)은 20 ~ 200 중량부로 혼합하여 교반한다. 보다 구체적인 예를 들어 물 : 게르마늄분말 : 전기석분말(및/또는 제올라이트분말)을 2 ~ 4 : 3 ~ 7 : 1 : 3의 중량비로 혼합, 교반한다.
(5) 접착제 및 도료 조성물의 제조(혼합)
다음으로, 상기 수화된 광물 혼합물, 즉 물, 게르마늄 분말 및 천연광물 분말(전기석 및/또는 제올라이트 분말)의 혼합물에 상기 수용성 친환경 바인더를 첨가 혼합하여 친환경 접착제 및 도료 조성물을 얻는다. 이때, 천연향인 피톤치드향을 상기 수화된 혼합물에 더 첨가한다. 이러한 피톤치드향은 기분을 상쾌하게 하고, 또한 아로마 치료와 진정효과를 도모할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 수화된 광물 혼합물 100 중량부에 대하여, 상기 수용성 친환경 바인더는 10 ~ 30 중량부, 상기 피톤치드향은 0.01 ~ 5 중량부로 첨가한 후, 30분 내지 2시간 동안 200 ~ 400rpm의 교반속도로 혼합, 교반하여 친환경 접착제 및 도료 조성물을 얻는다.
이때, 바람직한 구현예에 따라서, 상기 수용성 친환경 바인더를 첨가한 후에는 균질화시키는 것이 좋다. 구체적으로, 상기 수화된 혼합물 100 중량부에 대하여, 상기 수용성 친환경 바인더 10 ~ 30 중량부를 첨가한 후에는30분 내지 2시간 동안 혼합하여 균질화시키는 것이 바람직하다. 이와 같이 소정 시간동안 균질화된 경우, 수용성 친환경 바인더와 수화된 광물이 충분히 혼화되고, 광물의 활성도가 더욱 증가되어 원적외선 및 음이온 방출량이 효과적으로 자연 증폭된다. 그리고 균질화시킨 다음에는 상기한 바와같이 피톤치드향 0.01 ~ 5 중량부를 첨가하여 30분 내지 2시간 동안 200 ~ 400rpm의 교반 속도로 혼합, 교반하여 친환경 접착제 및 도료 조성물을 얻는다.
또한, 상기 혼합, 교반 시에는 수용성 친환경 바인더와 피톤치드향 이외에 보조제를 더 첨가할 수 있다. 상기 보조제는 접착제 조성물의 강도를 보강할 수 있을 뿐만 아니라 도료 조성물의 도막 강도나 은폐성 등을 보강할 수 있는 것으로서, 이는 예를 들어 탈크(talc), 탄산칼슘 및 이산화티타늄 등으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. 그리고 이러한 보조제는 상기 수화된 혼합물 100 중량부에 대하여2 ~ 20중량부를 첨가 혼합되는 것이 좋다.
아울러, 상기 혼합, 교반 시에는 당업계에서 통상적으로 사용되는 부가 성분이 더 혼합될 수 있다. 이러한 부가 성분으로는 예를 들어 색상안료, 산화방지제, 항균제 및 탈취제 등을 들 수 있으며, 이들은 특별히 제한되지 않는다.
이상에서 설명한 본 발명에 따르면, 건강생활을 추구하는 현대인의 욕구에 부응한 친환경 접착제 및 도료 조성물이 효율적으로 제조된다. 구체적으로, 원적외선 방사의 효능이 인정된 천연광물질 포졸란, 즉 천연 게르마늄을 원적외선 방사체의 주요 광물로서 포함되고, 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알카리금속 등의 성분을 포함하고 있어 음이온 방사능이 우수한 천연광물(전기석 및/또는 제올라이트)이 더 혼합되고, 또한 바인더로는 천연 식물성 원료(에폭시화 대두유 및 송유)로부터 합성된 친환경 바인더가 사용되고, 이들 각 성분의 배합조건과 혼합 조건등이 최적화되어, 포름알데히드나 휘발성 유기화합물(VOCs) 등의 인체 유해물질을 방출하지 않으면서 인체에 유익한 원적외선 및 음이온의 방출량이 대폭 증대되며, 접착제, 도료에서 요구되는 은폐성, 보전성, 접착력 및 내구성은 물론 탈취능, 항균. 항 곰팡이 효과, 진드기 기피효과로 인체의 건강도 증진된다.
이에 따라, 본 발명에 따라 제조된 친환경 접착제 및 도료 조성물은 주거 환경에 적용되어, 원적외선과 음이온의 방사에 따른 자연치유, 게르마늄 주택의 혜택, 냉/난방의 효율 강화, 악취제거, 해충접근방지, 악취, 곰팡이제거, 진드기 기피효과, 전자파, 수맥차단 효과 등으로 현대인의 건강증진에 탁월한 도움을 주고, 또한 냉/난방 연료비를 절약하여 이산화탄소 저감 효과를 극대화할 수 있다. 아울러, 피톤치드향을 발산하여 기분을 상쾌하게 하고, 주거 환경을 최대한 쾌적하게 유지시키며, 아로마 치료와 진정효과 등을 도모할 수 있다. 또한 난연. 단열성 등이 우수하며, 시공 시 하자 가능성이 낮고, 환경성능을 만족하며, 폐기시에도 토양에도 잘 어울리는 성분들로 이루어져 있고, 또한 토질을 알칼리로 변화시키는 친환경 공법으로 공해를 일으키지 않는다.
또한 본 발명은 필름, 섬유, 접착시트 등의 접착제 및 도료 산업 외에도 필름 , 코팅 등의 여러 산업 분야에도 응용 가능한 기술을 제공한다.
이하, 본 발명의 비교예 및 실시예를 예시한다. 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕도록하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다
< 접착제의 비교 >
[비교예 1]
일반적으로 사용되고 있는 수성 접착제 조성물로서, 수성 아크릴 에멀젼과 게르마늄 분말을1 : 2의 중량비로 함유하고 있는 원적외선 방사 공시험체를 본 비교예 1에 따른 접착제 시편으로 사용하였다
[실시예 1]
<친환경 바인더 제조 >
교반기가 장착된 반응조에 물을 넣은 후, 실리콘 탄성 중합체(다우코닝社제품) 100 중량부에대하여, 에폭시화 대두유(epoxidized soybean oil) 10 중량부 및 송유(pine tree oil) 1.0 중량부를 첨가하였다. 그리고 반응조의 온도를 약70℃로 유지하고 1500rpm의 속도로 교반하면서 약 2시간30분 동안 중합 반응시켜 친환경 실리콘 수성 바인더를 제조하였다. 이때, 반응조에는 물 1리터를 기준으로 실리콘 탄성 중합체 8그램(g)이 투입되었다
< 천연광물의 수화 >
먼저, 천연 게르마늄(포졸란)을 미분쇄하여 입도 분포 1 ~ 10㎛ 크기를 가지는 게르마늄분말을 준비하였다. 또한, 천연 전기석 원석을 미분쇄하여 입도 분포5 ~ 20㎛ 크기를 가지는 전기석 분말을 준비하였다.
그리고 교반기가 장착된 반응조에 물을 넣은 다음, 상기 준비된 게르마늄 분말과 전기석 분말을 넣고, 상온에서 550rpm의 교반 속도로 약 30분 동안 분산시켜 게르마늄 분말과 전기석 분말을 수화시켰다. 이때, 반응조에는 물, 게르마늄 분말 및 전기석 분말을 4 : 3 : 3의 중량비로 넣었다.
< 조성물의 제조 >
교반기가 장착된 반응조에 상기 수화된 광물 혼합물(물, 게르마늄 분말 및 전기석 분말이 4 : 3 : 3의 중량비로 혼합된 광물 혼합물)에 넣었다. 그리고 상기에서 제조된 친환경 실리콘 수성 바인더를 첨가한 다음, 60℃에서 약 1시간 동안 혼합하여 균질화시켰다. 이때, 친환경 실리콘 수성 바인더는 상기 수화된 광물혼합물 100 중량부에 대하여 20 중량부로 첨가되었다.
다음으로, 상기 수화된 광물 혼합물(물, 게르마늄 분말 및 전기석 분말이 4 : 3 : 3의 중량비로 혼합된 광물 혼합물) 100 중량부 기준으로 나노 다공성 탈크 분말(나노크기의 기공을 가지는 탈크 파우더) 10 중량부와 피톤치드향 0.01 중량부를 상기반응조에 더 첨가한 후, 상온에서 300rpm으로 약 1시간 동안 혼합 교반하여 게르마늄(포졸란) 함유 접착제 조성물을 제조하였다
[실시예 2]
상기 실시예 1과 동일하게 하되, 상기 수화된 광물 혼합물의 혼합비를 달리 하였다. 구체적으로, 상기 수화 과정에서, 교반기가 장착된 반응조에 물, 게르마늄 분말 및 전기석분말을 3 : 5 : 2의 중량비로 넣고, 상온에서 550rpm의 속도로 약30분 동안 분산시켰다. 이후, 실시예 1과 동일한 방법으로 친환경 바인더 20 중량부를 첨가하여 균질화시킨 후, 나노 다공성 탈크 분말 10 중량부와 피톤치드향 0.01 중량부를 더 첨가한 다음, 상온에서 약 300rpm으로 1시간 동안 혼합 교반하여 게르마늄(포졸란) 함유 접착제 조성물을 제조하였다.
[실시예 3]
상기 실시예 1과 동일하게 하되, 상기 수화된 광물 혼합물의 혼합비를 달리 하였다. 구체적으로, 상기 수화 과정에서, 교반기가 장착된 반응조에 물, 게르마늄 분말 및 전기석분말을 3 : 6 : 1의 중량비로 넣고, 상온에서 550rpm의 속도로 약30분 동안 분산시켰다. 이후, 실시예 1과 동일한 방법으로 친환경 바인더 20 중량부를 첨가하여 균질화시킨 후, 나노 다공성 탈크 분말 10 중량부와 피톤치드향 0.01 중량부를 더 첨가한 다음, 상온에서 약 300rpm으로 1시간 동안 혼합 교반하여 게르마늄(포졸란) 함유 접착제 조성물을 제조하였다.
[실시예 4]
상기 실시예 1과 동일하게 하되, 상기 수화된 광물 혼합물의 혼합비를 달리 하였다. 구체적으로, 상기 수화 과정에서, 교반기가 장착된 반응조에 물, 게르마늄 분말 및 전기석분말을 2 : 7 : 1의 중량비로 넣고, 상온에서 550rpm의 속도로 약30분 동안 분산시켰다. 이후, 실시예 1과 동일한 방법으로 친환경 바인더 20 중량부를 첨가하여 균질화시킨 후, 나노 다공성 탈크 분말 10 중량부와 피톤치드향 0.01 중량부를 더 첨가한 다음, 상온에서 약 300rpm으로 1시간 동안 혼합 교반하여 게르마늄(포졸란) 함유 접착제 조성물을 제조하였다.
상기 각 실시예 및 비교예에 따른 접착제 조성물에 대하여, 다음과 같이 접착강도, 원적외선방사능, 음이온 방출량, 탈취 성능, 항균 성능 및 열전도율(단열성능), TVOC 및 포름알데히트 방산량을 평가하였다.
1. 접착강도평가
각 실시예 및 비교예에 따른 접착제 조성물 시편에 대하여 KS 규격의 건축자재시험요건인 KS F3218 비닐계 바닥용 접착제의 인장강도 측정 기준에 의거하여, KS 규격에 따라 제작된 지그를 이용하여 접착한 후 상온에서 48시간 경화시킨 후 만능시험기를 이용하여 3mm/min의 속도로 상하로 당겨 측정하였다. 그 결과를 하기[표1]에 나타내었다
항목 비교예1 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4
접착강도(N/㎟) 1.72 1.94 1.93 1.89 1.88
<접착강도평가결과>
상기[표1]에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 접착제 조성물이 종래의 일반적인 수성 아크릴계 접착제 조성물에 비하여 전반적으로 접착강도가 우수함을 알 수 있었다.
2. 원적외선방사능평가
실험조건을 KICM-FIR-1005로 하여, 각 접착제 조성물 시편에 대하여 원적외선 방출율과 방사에너지를 측정하고, 그 결과를 하기[표2]에 나타내었다.
항목 비교예1 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4
방사율(5 ~ 20㎛) 0.871 0.916 0.919 0.922 0.924
방사에너지(W/㎡) 3.51 x 10 2 3.67 x 10 2 3.67 x 10 2 3.68 x 10 2 3.69 x 10 2
<원적외선방사능평가결과>
상기[표2]에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 접착제 조성물이 종래의 일반적인 수성 아크릴계 접착제 조성물에 비하여 원적외선 방사율과 방사에너지가 높게 나타남을 알수 있었다. 또한, 게르마늄의 함량이 많은 실시예4가 원적외선 방사능이 가장 높게 평가됨을 알 수 있었다.
3. 음이온방출량평가
실험조건을 KICM-FIR-1942로 하여, 각 접착제 조성물 시편에 대하여 음이온 방출량을 측정하고, 그 결과를 하기[표3]에 나타내었다.
항목 비교예1 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4
음이온(개/ cc ) 84 1080 1109 1170 1206
<음이온방출량평가결과>
상기[표3]에나타낸바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 접착제 조성물이 종래의 일반적인 수성 아크릴계 접착제 조성물보다 현저하게 많은양의 음이온을 방출함을 알 수 있었다. 또한, 게르마늄의 함량이 많은 실시예4 가 음이온 방출량이 많이 나온 것을 알 수 있었다.
4. 탈취성능평가
실험조건을 KICM-FIR-1085로 하여, 각 접착제 조성물 시편에 대하여 시간에 따른 탈취율을 측정하고, 그 결과를 하기[표4]에 나타내었다.
항목 경과시간
(분)		 비교예1
(ppm)		 실시예1
(ppm)		 실시예2
(ppm)		 실시예3
(ppm)		 실시예4
(ppm)
시험결과 0 76 76 76 76 76
30 65 31 29 28 27
60 64 27 26 23 23
90 61 24 23 21 20
120 53 21 20 18 16
<탈취율평가결과>
상기 [표4]에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 접착제 조성물이 종래의 일반적인 수성 아크릴계 접착제 조성물보다 탈취율이 우수함을 알 수 있었다. 본 발명의 실시예들에 따른 접착제 조성물의경우, 시간이 지남에 따라 효과적으로 냄새를 제거하여, 약30분이 경과된 후에는 초기 냄새의 반 이상을 탈취시킴을 알 수 있었다. 또한, 게르마늄의 함량이 많은 실시예4가 탈취율이 높게 평가됨을 알 수 있었다.
5. 항균성능평가
실험조건을 KICM-FIR-1002로 하여, 각 접착제 조성물 시편에 대하여 대장균에 대한 시간에 따른 항균성을 측정하고, 그 결과를 하기[표5]에 나타내었다.
균주 항목 시험결과
초기농도
(CFU/40㎍)		 24시간후농도
(CFU/40㎍)		 세균감소율
(%)
대장균 비교예1 584 1642 -
실시예1 584 14 98.1
실시예2 584 12 98.5
실시예3 584 9 98.8
실시예4 584 6 99.2
<항균성평가결과>
상기[표5]에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 접착제 조성물의 경우 대장균에 대해 97%이상의 세균 감소율을 보여, 항균 효과가 매우 우수함을 알 수 있었다.
6. 열전도율(단열성능) 평가
각 접착제 조성물 시편에 대하여, 열전도도 측정기(Thermal conductivity meter)(일본, Kemthem QTM-D3 제품)를 사용하여 열전도율을 측정하였다. 이때, 접착제 조성물을 코팅한 시험체를 얻고, 이를 160x110x40mm의 크기로 하여, 측정 온도 33~36℃로 60초 동안 가열하여 프로브법(Probe method)에 의해 측정하였으며, 그 결과를 하기 [표6]에 나타내었다.
항목
 비교예1 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4
열전도율(W/mㆍK)
 4.24 2.15 1.98 1.91 1.86
<열전도율평가결과>
상기 [표6]에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 접착제 조성물이 종래의 일반적인 수성 아크릴계 접착제 조성물보다 열전도율이 낮아 우수한 단열 효과를 가짐을 알 수 있었다. 또한, 게르마늄의 함량이 많은 실시예4가 열전도율이 낮음(단열효과우수)을 알 수 있었다.
7. 휘발성 유기화합물과 포름알데히드 방산량 측정
실험조건을 KS F 3101에 따라 각 접착제 조성물 시편에 대하여 20℃에서 24시간동안 포름알데히드를 포집한 후 아세틸아세톤-초산암모늄 용액으로 처리한 후 65℃ 온수로 10분간 가온한 후 UV로 측정 하였다. 동일한 방법으로 시편을 채취하여 데시케이트법으로 포집한 후 TVOC/VH Sniffer II Indoor Air Monitor로 TVOC를 측정하여, 그 결과를 하기[표7]에 나타내었다..
항목 비교예1 실시예4
포름알데히드(mg/L) 0.037 Not Deteched
TVOC (mg/L) 5.95 Not deteched
이상의 실험 예를 통해 확인되는 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 접착제 조성물은 종래의 일반적인 수성 아크릴계 접착제 조성물보다 높은 접착강도를 가지면서 원적외선과 음이온의 방출능이 매우 우수함을 알 수있다. 또한, 탈취, 항균 및 단열 성능에 있어서도 우수한 특성을 가짐을 알수있다. 그리고 바인더는 친환경 식물성 원료로부터 합성되어, 포름알데히드나 휘발성 유기화합물(VOCs) 등의 인체 유해물질을 방출하지 않았다.
[ 도료의 비교 ]
[비교예1]
일반적으로 사용되고 있는 수성 도료 조성물로서, 수성 아크릴 수지 바인더와 게르마늄 분말을 1 : 2의 중량비로 함유하고 있는 원적외선 방사 공시험체를 본 비교예1에 따른 도료 시편으로 사용하였다.
[실시예1]
<친환경바인더제조>
교반기가 장착된 반응조에 물을 넣은 후, 모노머 메틸아크릴레이트 100 중량부에 대하여, 에폭시화 대두유(epoxidized soybean oil) 10 중량부 및 송유(pine tree oil) 1.0 중량부를 첨가하였다. 그리고 반응조의 온도를 약50℃로 유지하고 1500rpm의 속도로 교반하면서 약2시간30분 동안 중합반응시켜 친환경 바인더를 제조하였다. 이때, 반응조에는 물1리터를 기준으로 모노머 메틸아크릴레이트 10그램(g)이 투입되었다.
<천연광물의수화>
먼저, 천연 게르마늄(포졸란)을 미분쇄하여 입도 분포 1 ~ 10㎛ 크기를 가지는 게르마늄분말을 준비 하였다. 또한, 천연 전기석 원석을 미분쇄하여 입도 분포 5 ~ 20㎛ 크기를 가지는 전기석 분말을 준비하였다.
그리고 교반기가 장착된 반응조에 물을 넣은 다음, 상기 준비된 게르마늄 분말과 전기석분말을 넣고, 상온에서 550rpm의 교반 속도로 약 30분 동안 분산시켜 게르마늄 분말과 전기석 분말을 수화시켰다. 이때, 반응조에는 물, 게르마늄 분말 및 전기석 분말을 4 : 3 : 3의 중량비로 넣었다.
<도료조성물의제조>
교반기가 장착된 반응조에 상기 수화된 광물 혼합물(물, 게르마늄 분말 및 전기석 분말이4 : 3 : 3의 중량비로 혼합된 광물 혼합물)에 넣었다. 그리고 상기에서 제조된 친환경 바인더를 첨가한 다음, 25℃에서 약 1시간 동안 혼합하여 균질화시켰다. 이때, 친환경 바인더는 상기 수화된 광물 혼합물 100 중량부에 대하여 20 중량부로 첨가되었다.
다음으로, 상기 수화된 광물 혼합물(물, 게르마늄 분말 및 전기석 분말이 4 : 3 : 3의 중량비로 혼합된 광물 혼합물) 100 중량부 기준으로 나노 다공성 탈크 파우더 10 중량부와 피톤치드향 0.01 중량부를 상기 반응조에 더 첨가한 후, 상온에서 300rpm으로 약 1시간 동안 혼합 교반하여 게르마늄(포졸란) 도료 조성물을 제조하였다.
[실시예2]
상기 실시예 1과 동일하게 하되, 상기 수화된 광물 혼합물의 혼합비를 달리하였다. 구체적으로, 상기 수화 과정에서, 교반기가 장착된 반응조에 물, 게르마늄 분말 및 전기석분말을 3 : 5 : 2의 중량비로 넣고, 상온에서 550rpm의 속도로 약30분 동안 분산시켰다. 이후, 실시예 1과 동일한 방법으로 친환경 바인더 20 중량부를 첨가하여 균질화시킨 후, 나노 다공성 탈크 파우더 10 중량부와 피톤치드향0.01 중량부를 더 첨가한 다음, 상온에서 약 300rpm으로 1시간 동안 혼합 교반하여 게르마늄(포졸란) 도료 조성물을 제조하였다.
[실시예3]
상기 실시예 1과 동일하게 하되, 상기 수화된 광물 혼합물의 혼합비를 달리하였다. 구체적으로, 상기 수화 과정에서, 교반기가 장착된 반응조에 물, 게르마늄 분말 및 전기석분말을 3 : 6 : 1의 중량비로 넣고, 상온에서 550rpm의 속도로 약30분 동안 분산시켰다. 이후, 실시예 1과 동일한 방법으로 친환경 바인더 20 중량부를 첨가하여 균질화시킨 후, 나노 다공성 탈크 파우더 10 중량부와 피톤치드향0.01 중량부를 더 첨가한 다음, 상온에서 약 300rpm으로 1시간 동안 혼합 교반하여 게르마늄(포졸란) 도료 조성물을 제조하였다.
[실시예4]
상기 실시예 1과 동일하게 하되, 상기 수화된 광물 혼합물의 혼합비를 달리하였다. 구체적으로, 상기 수화 과정에서, 교반기가 장착된 반응조에 물, 게르마늄 분말 및 전기석분말을 3 : 6 : 1의 중량비로 넣고, 상온에서 550rpm의 속도로 약30분 동안 분산시켰다. 이후, 실시예 1과 동일한 방법으로 친환경 바인더 20 중량부를 첨가하여 균질화시킨 후, 나노 다공성 탈크 파우더 10 중량부와 피톤치드향0.01 중량부를 더 첨가한 다음, 상온에서 약 300rpm으로 1시간 동안 혼합 교반하여 게르마늄(포졸란) 도료 조성물을 제조하였다.
상기 각 실시예 및 비교예에 따른 도료 조성물에 대하여, 다음과 같이 원적외선 방사능, 음이온방출량, 탈취성능, 항균성능 및 열전도율(단열성능), TVOC 및 포름알
데히트 방산량을 평가하였다.
1. 원적외선방사능평가
실험 조건을 KICM-FIR-1005로 하여, 각 도료 조성물 시편에 대하여 원적외선 방출율과 방사에너지를 측정하고, 그 결과를 하기[표1]에 나타내었다.
항목 비교예1 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4
방사율(5 ~ 20㎛) 0.909 0.921 0.924 0.927 0.928
방사에너지(W/㎡) 3.66 x 102 3.74 x 102 3.73 x 102 3.73 x 102 3.73 x 102
<원적외선방사능평가결과>
상기[표1]에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 도료 조성물이 종래의 일반적인 수성 도료 조성물에 비하여 원적외선 방사율과 방사에너지가 높게 나타남을 알 수 있었다. 또한, 게르마늄의 함량이 많은 실시예4가 원적외선 방사능이 가장 높게 평가됨을 알수 있었다.
2. 음이온방출량평가
실험조건을 KICM-FIR-1942로하여, 각 도료 조성물 시편에 대하여 음이온 방출량을 측정하고, 그 결과를 하기[표2]에 나타내었다.
항목 비교예1 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4
음이온(개/cc) 75 1260 1270 1285 1300
<음이온방출량평가결과>
상기[표2]에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따른 도료 조성물이 종래의 일반적인 수성 도료 조성물 보다 현저하게 많은 양의음이온을 방출함을 알 수 있었다.
3. 탈취성능평가
실험조건을 KICM-FIR-1085로 하여, 각 도료 조성물 시편에 대하여 시간에 따른 탈취율을측정하고, 그 결과를 하기[표3]에 나타내었다.
항목 경과시간
(분)		 비교예1
(ppm)		 실시예1
(ppm)		 실시예2
(ppm)		 실시예3
(ppm)		 실시예4
(ppm)
시험결과 0 81 81 81 81 81
30 78 34 33 31 30
60 75 30 28 27 25
90 72 27 25 24 22
120 70 25 22 20 18
<탈취율평가결과>
상기[표3]에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 도료 조성물이 종래의 일반적인 수성 도료 조성물보다 탈취율이 우수함을 알 수 있었다. 본 발명의 실시예들에 따른 도료 조성물의 경우, 시간이 지남에 따라 효과적으로 냄새를 제거하여, 약 30분이 경과된 후에는 초기 냄새의 반이상을 탈취시킴을 알 수 있었다. 또한, 게르마늄의 함량이 많은 실시예4가 탈취율이 높게평가됨을 알 수 있었다.
4. 항균성능평가
실험조건을 KICM-FIR-1002로 하여, 각 도료 조성물 시편에 대하여 대장균에 대한 시간에따른 항균성을 측정하고, 그 결과를 하기 [표4]에 나타내었다.
균주 항목 시험결과
초기농도
(CFU/40㎍)		 24시간후농도
(CFU/40㎍)		 세균감소율
(%)
대장균 비교예1 422 2882 -
실시예1 422 3 99.3
실시예2 422 2 99.5
실시예3 422 1.5 99.7
실시예4 422 1 99.8
<항균성평가결과>
상기[표4]에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따른 도료 조성물의 경우 대장균에 대해 99% 이상의 세균감소율을 보여, 항균효과가 매우 우수함을 알 수 있었다.
5. 열전도율(단열성능) 평가
각 도료 조성물 시편에 대하여, 열전도도측정기(Thermal conductivity meter)(일본, Kemthem QTM-D3 제품)를 사용하여 열전도율을 측정하였다. 이때, 도료 조성물을 코팅한 시험체를 얻고, 이를 160x110x40mm의 크기로 하여, 측정온도 33~36℃로 60초 동안 가열하여 프로브법(Probe method)에 의해 측정하였으며, 그 결과를 하기[표5]에 나타내었다.
항목 비교예1 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4
열전도율(W/mㆍK) 2.60 1.71 1.68 1.63 1.61
<열전도율평가결과>
상기[표5]에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따른 도료 조성물이 종래의 일반적인 수성도료 조성물보다 열전도율이 낮아 우수한 단열효과를 가짐을 알 수 있었다. 또한, 게르마늄의 함량이 많은 실시예4가 열전도율이 낮음(단열효과우수)을 알 수 있었다
6. 휘발성 유기화합물과 포름알데히드 방산량 측정
실험조건을 KS F 3101에 따라 각 도료 조성물 시편에 대하여 20℃에서 24시간동안 포름알데히드를 포집한 후 아세틸아세톤-초산암모늄 용액으로 처리한 후 65℃ 온수로 10분간 가온한 후 UV로 측정 하였다. 동일한 방법으로 시편을 채취하여 데시케이트법으로 포집한 후 TVOC/VH Sniffer II Indoor Air Monitor로 TVOC를 측정하여, 그 결과를 하기[표7]에 나타내었다..
항목 비교예1 실시예4
포름알데히드(mg/L) 0.029 Not Deteched
TVOC (mg/L) 4.37 Not Deteched
이상의 실험예를 통해 확인되는 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 도료 조성물은 종래의일반적인 수성 도료 조성물보다 원적외선과 음이온의 방출능이 우수함을 알 수 있다. 또한, 탈취, 항균 및 단열성능에 있어서도 우수한 특성을 가짐을 알 수 있다. 그리고 바인더는 친환경 식물성식물성부터 합성되어, 포름알데히드나 휘발성유기화합물(VOCs) 등의 인체 유해물질을 방출하지 않았다.

Claims (20)

  1. 실리콘 중합체 또는 아크릴 모노머 중 어느 하나와, 에폭시화 대두유(epoxidized soybean oil) 및 송유(pine tree oil)를 수상에서 중합하여 친환경 바인더를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 접착제 조성물.

  2. 제 1항에 있어서,
    게르마늄 분말 및 천연광물 분말을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 친환경 접착제 조성물.

  3. 제 1항에 있어서,
    상기 천연광물을 상기 전기석 및 제올라이트 중 하나 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 친환경 접착제 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    피톤치드향이 더 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 친환경 접착제 조성물.

  5. 실리콘 중합체 또는 아크릴 모노머 중 어느 하나와, 에폭시화 대두유(epoxidized soybean oil) 및 송유(pine tree oil)를 수상에서 중합하여 친환경 바인더를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 도료 조성물.

  6. 제 5항에 있어서,
    게르마늄 분말 및 천연광물 분말을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 친환경 도료 조성물.

  7. 제 5항에 있어서,
    상기 천연광물을 상기 전기석 및 제올라이트 중 하나 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 친환경 도료 조성물.

  8. 제 5항에 있어서,
    피톤치드향이 더 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 친환경 도료 조성물.
  9. (1)실리콘 중합체 나 아크릴 모노머 100 중량부에 대하여, 에폭시화 대두유(epoxidized soybean oil) 5 ~ 20 중량부 및 송유(pine tree oil) 0.2 ~ 10 중량부를 수상에서 중합하여 친환경 바인더를 얻는 단계; 및
    (2)물 100 중량부에 대하여, 상기 게르마늄 분말 80 ~ 400 중량부 및 상기 천연광물 분말 20 ~ 200 중량부를 혼합, 교반하여 수화시키는 단계;를 포함하고, 상기 수화된 혼합물과 상기 친환경 바인더를 첨가하여 제조하는 것을 특징으로 하는 친환경 접착제 조성물 제조방법.

  10. 제 9항에 있어서,
    상기 게르마늄 분말은 천연 게르마늄(포졸란)을 분쇄하여 0.1~20㎛ 크기로 만드는 것을 특징으로 하는 친환경 접착제 조성물 제조방법.

  11. 제 9항에 있어서,
    상기 천연 광물분말은 전기석 및 제올라이트로부터 선택된 하나 이상의 천연광물을 0.1 ~ 50㎛ 크기로 분쇄하는 것을 특징으로 하는 친환경 접착제 조성물 제조방법.

  12. 제 9항에 있어서,
    상기 수화된 혼합물100 중량부에 대하여, 상기 친환경 바인더10 ~ 30 중량부 및 피톤치드향 0.01 ~ 5 중량부를 첨가 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 친환경 접착제 조성물 제조방법.

  13. 제 12항에 있어서,
    상기 수화된 혼합물 100 중량부에 대하여 친환경 바인더 10 ~ 30 중량부를 첨가하여 30분 내지 2시간 동안 혼합하여 균질화시킨 다음, 피톤치드향 0.01 ~ 5 중량부를 첨가한 후, 200 ~ 400rpm의 교반속도로 30분 내지 2시간 동안 혼합 교반하는 것을 특징으로 하는 친환경 접착제 조성물의 제조방법.

  14. 제 9항에 있어서,
    상기 수화된 혼합물 100 중량부에 대하여 탈크, 탄산칼슘 및 이산화티타늄으로부터 선택된 하나 이상의 보조제 2 ~ 20 중량부를 더 첨가 혼합하는 것을 특징으로 하는 친환경 접착제 조성물의제조방법.

  15. (1)실리콘 중합체 나 아크릴 모노머 100 중량부에 대하여, 에폭시화 대두유(epoxidized soybean oil) 5 ~ 20 중량부 및 송유(pine tree oil) 0.2 ~ 10 중량부를 수상에서 중합하여 친환경 바인더를 얻는 단계; 및
    (2)물 100 중량부에 대하여, 상기 게르마늄 분말 80 ~ 400 중량부 및 상기 천연광물 분말 20 ~ 200 중량부를 혼합, 교반하여 수화시키는 단계;를 포함하고, 상기 수화된 혼합물과 상기 친환경 바인더를 첨가하여 제조하는 것을 특징으로 하는 친환경 도료 조성물 제조방법.

  16. 제 15항에 있어서,
    상기 게르마늄 분말은 천연 게르마늄(포졸란)을 분쇄하여 0.1~20㎛ 크기로 만드는 것을 특징으로 하는 친환경 도료 조성물 제조방법.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 천연 광물분말은 전기석 및 제올라이트로부터 선택된 하나 이상의 천연광물을 0.1 ~ 50㎛ 크기로 분쇄하는 것을 특징으로 하는 친환경 도료 조성물 제조방법.

  18. 제 15항에 있어서,
    상기 수화된 혼합물100 중량부에 대하여, 상기 친환경 바인더10 ~ 30 중량부 및 피톤치드향 0.01 ~ 5 중량부를 첨가 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 친환경 도료 조성물 제조방법.

  19. 제 18항에 있어서,
    상기 수화된 혼합물 100 중량부에 대하여 친환경 바인더 10 ~ 30 중량부를 첨가하여 30분 내지 2시간 동안 혼합하여 균질화시킨 다음, 피톤치드향 0.01 ~ 5 중량부를 첨가한 후, 200 ~ 400rpm의 교반속도로 30분 내지 2시간 동안 혼합 교반하는 것을 특징으로 하는 친환경 도료 조성물의 제조방법.
  20. 제 15항에 있어서,
    상기 수화된 혼합물 100 중량부에 대하여 탈크, 탄산칼슘 및 이산화티타늄으로부터 선택된 하나 이상의 보조제 2 ~ 20 중량부를 더 첨가 혼합하는 것을 특징으로 하는 친환경 도료 조성물의제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109385171A (zh) * 2018-11-12 2019-02-26 蒋吉平 一种保温型液体壁纸漆的制备方法
KR20200139431A (ko) * 2019-06-04 2020-12-14 주식회사 네이처월드 다양한 용도가 부여된 건강에 유익한 성형체 조성물

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